核反应堆(可选的)、用于核反应堆(可选的)的点火区-再生区子组件的燃料组件和用于燃料组件的燃料元件

摘要

本发明涉及其中钍用作燃料的轻水反应堆设计，并且特别涉及形成加压水反应堆(PWR)例如VVER-1000的堆芯的无夹套燃料组件的设计。包含组成燃料组件的点火区和再生区子组件的核反应堆堆芯用于与包含防扩散的浓缩铀以及武器级和反应堆级钚的传统反应堆燃料一起燃烧钍燃料。在第一可选方案中，反应堆堆芯是完全“防扩散的”，因为无论是反应堆燃料还是所生成的废物都不能用于制造核武器。在本发明的第二方案中，反应堆堆芯用于燃烧大量的武器级钚与钍并且提供适当的措施来销毁武器级钚的储料堆并且将释放的能量转换为电能。在本发明的两个实施例中的堆芯由一组点火区-再生区组件构成，且点火区-再生区组件具有由环形再生区域围绕的中心点火区域。点火区域包含铀或钚燃料棒，而再生区域包含钍燃料棒。减速剂与燃料的体积比和点火区域和再生区域的相对尺寸已经优化，这样本发明的实施例都不会生成可被用于生成核武器的废物。一种新的装卸料系统也用于本发明的第一实施例以使点火区燃料的再循环最大化；该系统还保证已用核燃料不能用于制造核武器。

主权项

一种用于轻水反应堆的在俯视图中具有正六边形形式的燃料组件，包括点火区子组件、围绕点火区子组件的再生区子组件、顶部垫板、底部垫板和框架结构，其特征在于，点火区子组件：包括燃料元件束，其中每个燃料元件均具有由浓缩铀或反应堆级钚构成的核，且所述核由锆合金制成的包层封闭并且具有三叶形轮廓，该三叶形轮廓形成螺旋间隔肋；点火区子组件的底部垫板上装有支承栅格以保持点火区子组件的燃料元件；连接至在俯视图中具有正六边形形式的点火区子组件的所述底部垫板的槽，且槽围绕燃料棒束布置；导向栅格，该导向栅格装到槽的上部用于放置燃料元件从而允许燃料元件自由地进行轴向运动；形成导槽以容纳控制器的中心管，和装到支承栅格上的外围管，外围管形成用于插入吸收器棒和控制棒的导槽，并且放入具有弹性轴向位移能力的顶部垫板中；再生区子组件包括一框架结构，该框架结构由六个纵向倾斜单元构成，所述纵向倾斜单元具有附加于其上的间隔栅格，且在中心区域具有开口以容纳点火区子组件的槽；位于框架结构中的由添加有浓缩铀的钍构成的燃料元件束；和再生区子组件的底部垫板，其上附装有再生区子组件的燃料元件，并且该再生区子组件的底部垫板能够与轻水反应堆的支承管联接，且再生区子组件的所述底部垫板和点火区子组件的底部垫板由锁定机构连接并且形成燃料组件的底部垫板。